建筑钢结构由于所处环境与服役龄期的不同，力学性能与抗震能力存在显著差异。本书全面系统地介绍了一般大气、近海大气环境下不同服役龄期钢结构的力学性能与抗震性能及其地震易损性特性。全书分为上篇和下篇。上篇介绍了不同侵蚀环境下锈蚀钢材、锈蚀钢结构构件和整体钢框架的力学与抗震性能试验及其性能指标退化规律，锈蚀钢材时变本构模型，锈蚀钢结构构件恢复力模型及地震损伤模型；下篇介绍了钢框架、带支撑钢框架及钢结构厂房等结构体系典型结构的选取与数值建模方法，不同侵蚀环境下钢材耐久性损伤预测模型，不同侵蚀环境、服役龄期、建筑高度、抗震设防烈度及设计规范下各类典型钢结构的地震易损性特性。
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前言
上篇 多龄期钢结构抗震性能试验研究
第1章 多龄期钢结构抗震性能概述 3
1.1 研究背景与研究意义 3
1.2 多龄期钢结构性能退化研究现状 4
1.2.1 大气环境下钢材腐蚀机理及影响因素 4
1.2.2 钢材大气腐蚀研究方法 5
1.2.3 锈蚀钢结构力学与抗震性能研究现状 6
参考文献 10
第2章 一般大气环境下钢框架柱拟静力试验研究 12
2.1 引言 12
2.2 试验概况 12
2.2.1 试件设计 12
2.2.2 一般大气环境模拟试验 13
2.2.3 加载装置与加载制度 15
2.2.4 测试内容 16
2.2.5 材性试验 16
2.3 试验结果及分析 19
2.3.1 试件破坏过程与特征 19
2.3.2 滞回曲线 21
2.3.3 骨架曲线 23
2.3.4 承载力及延性系数 25
2.3.5 强度衰减 25
2.3.6 刚度退化 26
2.3.7 耗能能力 27
参考文献 29
第3章 一般大气环境下钢框架节点拟静力试验研究 30
3.1 引言 30
3.2 试验概况 30
3.2.1 试件设计 30
3.2.2 加载装置与加载制度 31
3.2.3 测试内容 33
3.3 试验结果及分析 33
3.3.1 试件破坏过程与特征 33
3.3.2 滞回曲线 35
3.3.3 骨架曲线 39
3.3.4 承载力及延性系数 40
3.3.5 刚度退化 40
3.3.6 耗能能力 41
参考文献 42
第4章 一般大气环境下钢框架梁拟静力试验研究 43
4.1 引言 43
4.2 试验概况 43
4.2.1 试件设计 43
4.2.2 加载装置与加载制度 44
4.3 试验结果及分析 45
4.3.1 试件破坏过程与特征 45
4.3.2 滞回曲线 46
4.3.3 骨架曲线 48
4.3.4 承载力及延性系数 49
4.3.5 刚度退化 49
4.3.6 耗能能力 50
参考文献 51
第5章 一般大气环境下平面钢框架结构拟静力试验研究 53
5.1 引言 53
5.2 试验概况 53
5.2.1 试件设计 53
5.2.2 一般大气环境模拟试验 53
5.2.3 材性试验 55
5.2.4 加载装置与加载制度 57
5.2.5 测试内容 57
5.3 试验结果及分析 58
5.3.1 试件破坏过程与特征 58
5.3.2 滞回曲线 59
5.3.3 骨架曲线 60
5.3.4 承载力及延性系数 61
5.3.5 刚度退化 62
5.3.6 耗能能力 62
参考文献 63
第6章 一般大气环境下钢框架结构地震模拟振动台试验研究 64
6.1 引言 64
6.2 试验概况 64
6.2.1 结构简介与模型设计 64
6.2.2 一般大气环境模拟试验 65
6.2.3 加载方案 68
6.2.4 测点布置及测试内容 69
6.3 试验结果及分析 71
6.3.1 模型结构破坏过程与特征 71
6.3.2 动力特性 71
6.3.3 加速度反应 72
6.3.4 位移反应 75
6.3.5 应变反应 78
6.3.6 剪力分布 80
参考文献 83
第7章 近海大气环境下钢框架柱拟静力试验研究 84
7.1 引言 84
7.2 试验概况 84
7.2.1 试件设计 84
7.2.2 近海大气环境模拟试验 86
7.2.3 加载装置与加载制度 86
7.2.4 测试内容 87
7.2.5 材性试验 88
7.3 试验结果及分析 91
7.3.1 试验现象及破坏形态 91
7.3.2 滞回曲线 93
7.3.3 骨架曲线 97
7.3.4 承载力及延性系数 98
7.3.5 强度衰减 98
7.3.6 刚度退化 100
7.3.7 耗能能力 101
7.4 锈蚀钢框架柱恢复力模型 102
7.4.1 骨架曲线模型 102
7.4.2 滞回规则 107
7.4.3 恢复力模型的建立 110
7.4.4 恢复力模型的验证 111
参考文献 111
第8章 近海大气环境下钢框架节点拟静力试验研究 113
8.1 引言 113
8.2 试验概况 113
8.2.1 近海大气环境模拟试验 113
8.2.2 试件设计 114
8.2.3 试验加载方案 115
8.2.4 测试内容 115
8.3 试验结果及分析 116
8.3.1 试验现象及破坏形态 116
8.3.2 滞回曲线 116
8.3.3 骨架曲线 120
8.3.4 承载力及延性系数 121
8.3.5 刚度退化 122
8.3.6 耗能能力 123
参考文献 123
第9章 近海大气环境下钢框架梁拟静力试验研究 124
9.1 引言 124
9.2 试验概况 124
9.2.1 试件设计 124
9.2.2 加载装置与加载制度 124
9.3 试验结果及分析 125
9.3.1 试件破坏过程与特征 125
9.3.2 滞回曲线 126
9.3.3 骨架曲线 129
9.3.4 承载力及延性系数 129
9.3.5 刚度退化 130
9.3.6 耗能能力 130
9.4 锈蚀钢框架梁恢复力模型 131
9.4.1 骨架曲线模型 131
9.4.2 滞回规则 133
9.4.3 恢复力模型的建立 135
9.4.4 恢复力模型的验证 136
参考文献 137
第10章 近海大气环境下平面钢框架结构拟静力试验研究 138
10.1 引言 138
10.2 试验概况 138
10.2.1 试件设计 138
10.2.2 近海大气环境模拟试验 139
10.2.3 加载装置与加载制度 139
10.2.4 材性试验 140
10.3 试验结果及分析 142
10.3.1 试件破坏过程与特征 142
10.3.2 滞回曲线 143
10.3.3 骨架曲线 146
10.3.4 承载力及延性系数 147
10.3.5 刚度退化 147
10.3.6 耗能能力 148
参考文献 149
第11章 近海大气环境下钢框架结构地震模拟振动台试验研究 150
11.1 引言 150
11.2 试验概况 150
11.2.1 原型结构与模型设计 150
11.2.2 加载方案与测试内容 151
11.3 试验结果及分析 151
11.3.1 模型结构破坏过程与特征 151
11.3.2 动力特性 151
11.3.3 加速度反应 152
11.3.4 位移反应 155
11.3.5 应变反应 158
11.3.6 剪力分布 161
参考文献 163
第12章 新型钢框架节点抗震性能试验研究 164
12.1 引言 164
12.2 试验概况 164
12.2.1 试件设计 164
12.2.2 加载装置与加载制度 165
12.3 试验结果及分析 166
12.3.1 试件破坏过程与特征 166
12.3.2 滞回曲线 168
12.3.3 骨架曲线 169
12.3.4 承载力及延性系数 171
12.3.5 耗能能力 171
参考文献 172
第13章 近场区竖向地震作用下钢框架结构抗震性能试验研究 173
13.1 引言 173
13.2 试验概况 173
13.2.1 原型结构与模型设计 173
13.2.2 加载方案 173
13.3 试验结果及分析 174
13.3.1 模型结构破坏过程与特征 174
13.3.2 动力特性 175
13.3.3 加速度反应 176
13.3.4 位移反应 180
13.3.5 应变反应 183
13.3.6 结构剪力 185
参考文献 186
第14章 结论 187
下篇 多龄期钢结构地震易损性研究
第15章 地震易损性概述 191
15.1 研究背景与研究意义 191
15.2 建筑结构地震易损性研究现状 191
15.2.1 国外研究概况 191
15.2.2 国内研究概况 192
15.3 地震易损性分析方法 193
15.4 地震易损性研究思路 194
15.4.1 基于类的区域建筑结构地震灾害风险评估框架 195
15.4.2 多龄期结构时变地震易损性分析方法 195
参考文献 196
第16章 典型结构的建立 199
16.1 典型结构研究现状 199
16.2 研究采用的典型结构 200
16.2.1 典型结构建立方法 200
16.2.2 典型结构空间的建立 201
16.2.3 钢框架典型结构的建立 203
16.2.4 带支撑钢框架结构典型结构的建立 206
16.2.5 钢结构厂房典型结构的建立 210
参考文献 212
第17章 解析地震易损性模型 214
17.1 解析地震易损性函数的原理及基本形式 214
17.1.1 对数正态分布函数 214
17.1.2 概率地震需求模型 215
17.1.3 概率抗震能力模型 216
17.1.4 地震易损性函数的一般形式 217
17.2 解析地震易损性模型的不确定性 218
17.2.1 不确定因素来源 218
17.2.2 不确定性的划分及量化 219
17.3 拟采用的解析地震易损性模型 222
参考文献 223
第18章 地震动记录及强度指标的选择 225
18.1 地震动记录选取 225
18.1.1 地震动记录集的研究现状 225
18.1.2 研究采用的地震动记录集 227
18.2 地震动强度指标选取 229
18.3 IDA分析中地震动调幅方法 231
参考文献 233
第19章 多龄期钢结构概率地震需求分析 235
19.1 不同侵蚀环境下多龄期钢结构腐蚀程度量化模型 235
19.1.1 一般大气环境 236
19.1.2 近海大气环境 239
19.1.3 锈蚀钢材力学性能退化规律 241
19.2 多龄期钢结构数值建模 244
19.2.1 多龄期钢框架结构数值模型的建立 244
19.2.2 多龄期带支撑钢框架结构数值模型的建立 245
19.2.3 多龄期钢结构厂房数值模型的建立 246
19.3 概率地震需求分析 247
19.3.1 钢框架结构概率地震需求分析 248
19.3.2 带支撑钢框架结构概率地震需求分析 255
19.3.3 单层钢结构厂房概率地震需求分析 260
参考文献 268
第20章 多龄期钢结构概率抗震能力分析 269
20.1 结构破坏状态的划分 269
20.2 破坏极限状态的定义 270
20.2.1 抗震性能指标选取 271
20.2.2 各破坏极限状态抗震性能指标的量化方法 271
20.3 多龄期钢框架结构各破坏极限状态层间位移角限值 273
20.3.1 非倒塌极限状态 273
20.3.2 倒塌极限状态 276
20.3.3 层间位移角限值量化结果 277
20.4 多龄期带支撑钢框架结构各破坏极限状态层间位移角限值 282
20.4.1 非倒塌极限状态 282
20.4.2 倒塌极限状态 285
20.4.3 层间位移角限值量化结果 285
20.5 多龄期钢结构厂房各破坏极限状态层间位移角限值 291
20.5.1 非倒塌极限状态 291
20.5.2 倒塌极限状态 292
20.5.3 层间位移角限值量化结果 293
20.6 概率抗震能力的不确定性 298
参考文献 299
第21章 多龄期钢结构地震易损性分析 302
21.1 多龄期钢框架结构地震易损性分析 302
21.1.1 一般大气环境 302
21.1.2 近海大气环境 307
21.2 多龄期带支撑钢框架结构地震易损性分析 312
21.2.1 一般大气环境 312
21.2.2 近海大气环境 315
21.3 多龄期钢结构厂房地震易损性分析 318
21.3.1 一般大气环境 318
21.3.2 近海大气环境 323
第22章 考虑不同设计规范的结构地震易损性 329
22.1 我国抗震设计规范的发展 329
22.2 不同设计规范下结构地震易损性分析方法 332
22.3 不同设计规范下钢结构的地震易损性 333
22.3.1 无规范阶段 334
22.3.2 78规范阶段 337
22.3.3 89规范阶段 349
参考文献 349
第23章 结论 351
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